JPH0329845A - イオン性移動を介した電気接触を可能とする構造体を採用した毛細管電気泳動装置 - Google Patents
イオン性移動を介した電気接触を可能とする構造体を採用した毛細管電気泳動装置Info
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- JPH0329845A JPH0329845A JP2144244A JP14424490A JPH0329845A JP H0329845 A JPH0329845 A JP H0329845A JP 2144244 A JP2144244 A JP 2144244A JP 14424490 A JP14424490 A JP 14424490A JP H0329845 A JPH0329845 A JP H0329845A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、一般に毛細管電気泳動システムに関し、特に
イオン性移動を介した電気接触を可能とする構造体を有
する改良形毛細管，およびかかる毛細管を採用した毛細
管電気泳動システムに関する。
イオン性移動を介した電気接触を可能とする構造体を有
する改良形毛細管，およびかかる毛細管を採用した毛細
管電気泳動システムに関する。
（従来の技術）
小径毛細管における毛細管帯電気泳動法（ＣＺＥ）は溶
質の分離に有効な方法であるとして有用性が証明されて
いる。溶質を含む電解質が導入されている毛細管の２端
間に，電界が加えられている。
質の分離に有効な方法であるとして有用性が証明されて
いる。溶質を含む電解質が導入されている毛細管の２端
間に，電界が加えられている。
電界によって、電解質が管に流れる。電解質が毛細管に
流れている間に試料成分が毛細管内の帯内に分かれて解
離するように、ある溶質は他の溶質よりも高い界面動電
移動度を有する。
流れている間に試料成分が毛細管内の帯内に分かれて解
離するように、ある溶質は他の溶質よりも高い界面動電
移動度を有する。
ＣＺＥではセル，あるいはセル状小室の内容物のような
極めて小さい試料容積のみが必要であるため、ＣＺＥに
は利点がある。これらの理由ならびにその他の理由によ
り、ＣＺＥは分離および検出の技術として大きな将来性
が示されている。
極めて小さい試料容積のみが必要であるため、ＣＺＥに
は利点がある。これらの理由ならびにその他の理由によ
り、ＣＺＥは分離および検出の技術として大きな将来性
が示されている。
多くのＣＺＥ検出技術方式が使用されている。
これらの方式には、試料成分の光学的性質にもとづいた
光検出が含まれる。
光検出が含まれる。
他のＣＺＥ検出方式には導電度検出，および電気化学的
検出が含まれる。導電度検出においては、検出領域を異
なった複数の帯が通過して移動するのに伴い、２点間の
導電性の変化を導電性検出器で検出するものである。電
気化学的検出においては、検出器の近傍の２点間での電
位および電流を電気活性物質の試料成分が変化させると
きに、電気活性物質を検出するものである。
検出が含まれる。導電度検出においては、検出領域を異
なった複数の帯が通過して移動するのに伴い、２点間の
導電性の変化を導電性検出器で検出するものである。電
気化学的検出においては、検出器の近傍の２点間での電
位および電流を電気活性物質の試料成分が変化させると
きに、電気活性物質を検出するものである。
電気泳動過程において、可なりの時間にわたって、可な
りの分解能で電解質および試料に管を通過して移動させ
るため、毛細管の２端間に数十Ｋ■の高電圧を印加して
いる。かかる高電圧の使用によって、検出装置あるいは
測定装置に高電界がかかり、許容し得ない程度のノイズ
が発生するか、あるいはかかる装置の測定に妨害を与え
ることがあり、極端な場合には装置内の回路を破壊せし
めることがある。それゆえ、電気泳動過程において導電
度検出器，あるいは電気化学的検出器に対して適当な機
能を発揮させるためには、検出位置の点あるいはその近
傍に置かれた電解質および試料は接地しておくか、ある
いは検出器の測定に妨害を与えないような低電圧に固定
しておかなくてはならない。
りの分解能で電解質および試料に管を通過して移動させ
るため、毛細管の２端間に数十Ｋ■の高電圧を印加して
いる。かかる高電圧の使用によって、検出装置あるいは
測定装置に高電界がかかり、許容し得ない程度のノイズ
が発生するか、あるいはかかる装置の測定に妨害を与え
ることがあり、極端な場合には装置内の回路を破壊せし
めることがある。それゆえ、電気泳動過程において導電
度検出器，あるいは電気化学的検出器に対して適当な機
能を発揮させるためには、検出位置の点あるいはその近
傍に置かれた電解質および試料は接地しておくか、ある
いは検出器の測定に妨害を与えないような低電圧に固定
しておかなくてはならない。
導電度検出においては、選択された２点間の電位および
電流が測定されるので、それぞれ各選択点に２つの電極
を導入する必要がある。それゆえ、検出点あるいはその
近傍に電極を導入することができる電気泳動装置，ある
いはかかる検出点を少なくとも接地，あるいは低電圧の
点に保持しておくための手段を備えていることが望まし
い。
電流が測定されるので、それぞれ各選択点に２つの電極
を導入する必要がある。それゆえ、検出点あるいはその
近傍に電極を導入することができる電気泳動装置，ある
いはかかる検出点を少なくとも接地，あるいは低電圧の
点に保持しておくための手段を備えていることが望まし
い。
従来の毛細管電気泳動システムにおいては、毛細管の各
端は貯蔵槽に浸されている。
端は貯蔵槽に浸されている。
そこで、２つの貯蔵槽間に高電圧が印加されている。代
表的には、高電圧は１つの貯蔵槽に印加され、他の貯蔵
槽は接地されている。
表的には、高電圧は１つの貯蔵槽に印加され、他の貯蔵
槽は接地されている。
２つの貯蔵槽には、それぞれ電解質緩衝液が含まれてい
る。かかる従来のシステムは、１９８８年１０月１４日
に発行された「科学」誌（Ｓｃｉｅｎｃｅ）の第２４２
巻，第２２４〜２２８ページに、ゴードン，ファング，
ペントニイ２世、およびフェアによって“毛細管式電気
泳法”と題して記載されている。
る。かかる従来のシステムは、１９８８年１０月１４日
に発行された「科学」誌（Ｓｃｉｅｎｃｅ）の第２４２
巻，第２２４〜２２８ページに、ゴードン，ファング，
ペントニイ２世、およびフェアによって“毛細管式電気
泳法”と題して記載されている。
従来の毛細管式電気泳動システムにおいては、毛細管の
２端のｌつに接続されている貯蔵槽に密着した位置の点
において、管の近傍で導電度検出および電気化学的検出
が実行されるように、かかる貯蔵槽は接地されている。
２端のｌつに接続されている貯蔵槽に密着した位置の点
において、管の近傍で導電度検出および電気化学的検出
が実行されるように、かかる貯蔵槽は接地されている。
かかる従来のシステムは、収集された試料成分が貯蔵槽
内の電解質緩衝液によって希薄されるため欠点があり、
従来の方式では試料成分を連続して収集することができ
ない。さらに、導電度検出あるいは電気化学的検１１ １２ 出における検出器自身は直接、電解質緩衝液内に置くこ
とができないが、少なくとも貯蔵槽から少し離れた距離
に置かれなければならないので、検出器により実際に検
出された試料成分は接地されていないか、あるいは設定
された低電圧値に固定されていない。これにより、測定
に重大な不正確さがもたらされる可能性がある。
内の電解質緩衝液によって希薄されるため欠点があり、
従来の方式では試料成分を連続して収集することができ
ない。さらに、導電度検出あるいは電気化学的検１１ １２ 出における検出器自身は直接、電解質緩衝液内に置くこ
とができないが、少なくとも貯蔵槽から少し離れた距離
に置かれなければならないので、検出器により実際に検
出された試料成分は接地されていないか、あるいは設定
された低電圧値に固定されていない。これにより、測定
に重大な不正確さがもたらされる可能性がある。
従来の電気泳動システムの上記欠点に関して、種々の解
決策が提案されている。１つの代替えとしての電気泳動
システムはスミスらによって分析化学誌（Ａｎａｌ．
Ｃｈｅｍ．） ， １ ９ ８ ８年，６０巻，第１
９４８〜１９５２ページに“毛細管帯電気泳動法一質量
分析法のための改良形電気噴霧イオン化界面”と題して
記載されている。この論文において、スミスらは毛細管
の出口上に被せられた金属電極が電解質と試料とを接地
するのに使用される処での前もってイオン化された界面
について記載している。スミスらがこの論文内で許容し
ているように、毛細管の端末において金属をデポジット
させる過程は時間がかかり、デポジットされた金属は電
気化学的過程によってゆっくりと腐食され、数日の動作
の後に交替する必要があった。多くの場合、電極におけ
る電気化学反応は電気泳動法による分離動作に極めて有
害な気体泡の発生を招く。
決策が提案されている。１つの代替えとしての電気泳動
システムはスミスらによって分析化学誌（Ａｎａｌ．
Ｃｈｅｍ．） ， １ ９ ８ ８年，６０巻，第１
９４８〜１９５２ページに“毛細管帯電気泳動法一質量
分析法のための改良形電気噴霧イオン化界面”と題して
記載されている。この論文において、スミスらは毛細管
の出口上に被せられた金属電極が電解質と試料とを接地
するのに使用される処での前もってイオン化された界面
について記載している。スミスらがこの論文内で許容し
ているように、毛細管の端末において金属をデポジット
させる過程は時間がかかり、デポジットされた金属は電
気化学的過程によってゆっくりと腐食され、数日の動作
の後に交替する必要があった。多くの場合、電極におけ
る電気化学反応は電気泳動法による分離動作に極めて有
害な気体泡の発生を招く。
この方法は、接地電極における電気化学反応によって生
産量も劣化させる。
産量も劣化させる。
同一論文において、スミスらは液体鞘形電極を使用した
他のイオン化界面についても記載していた。
他のイオン化界面についても記載していた。
実際のＣＺＥの電気接触は、毛細管の外側表面を流れる
液体の薄い鞘によって毛細管の低電圧側端末に対してな
されている。かかる方法においては、ＣＺＥの流出物は
金属表面との接触を避け、電気化学反応による損失物か
ら分離されている。この方式は組み立てるのが困難であ
る。かかる方法を使えば、収集された試料成分は液体鞘
内の緩衝液によって希薄される。
液体の薄い鞘によって毛細管の低電圧側端末に対してな
されている。かかる方法においては、ＣＺＥの流出物は
金属表面との接触を避け、電気化学反応による損失物か
ら分離されている。この方式は組み立てるのが困難であ
る。かかる方法を使えば、収集された試料成分は液体鞘
内の緩衝液によって希薄される。
１９８７年の分析化学誌（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．） ，
第５９巻，第１７６２〜１７６６ページに記載の“電気
化学的検出を使った毛細管帯電気泳動法”．ならびに１
９８８年の分析化学誌（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ，） ，第
６０巻．第２５８〜２６３ページに記載の“通常および
ミセル状の溶液を使った毛細管帯電気泳動法におけるカ
テコールの電流測定検出”において、ワリングフォード
および工ヴイングは毛細管の低電圧端の近傍に作られた
導電性接続点において毛細管を破壊することにより、な
らびに試料保持用毛細管を包むのに十分な内径を有する
多孔質ガラス毛細管内の裂け目を包むことにより毛細管
の低電圧端の近傍に導電性接続点の作られることが開示
されている。
第５９巻，第１７６２〜１７６６ページに記載の“電気
化学的検出を使った毛細管帯電気泳動法”．ならびに１
９８８年の分析化学誌（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ，） ，第
６０巻．第２５８〜２６３ページに記載の“通常および
ミセル状の溶液を使った毛細管帯電気泳動法におけるカ
テコールの電流測定検出”において、ワリングフォード
および工ヴイングは毛細管の低電圧端の近傍に作られた
導電性接続点において毛細管を破壊することにより、な
らびに試料保持用毛細管を包むのに十分な内径を有する
多孔質ガラス毛細管内の裂け目を包むことにより毛細管
の低電圧端の近傍に導電性接続点の作られることが開示
されている。
接地電位あるいは低電圧電位に設定すべき裂けた点で、
電解質および試料を接地しておくか、あるいは低電圧に
設定しておくため、試料と外側の貯蔵槽との間の裂け目
を通して、多孔質ガラス毛細管はイオン性移動を可能な
らしめるものであった。再び、この方法は構成すること
が困難である。
電解質および試料を接地しておくか、あるいは低電圧に
設定しておくため、試料と外側の貯蔵槽との間の裂け目
を通して、多孔質ガラス毛細管はイオン性移動を可能な
らしめるものであった。再び、この方法は構成すること
が困難である。
さらに、裂けた点は感度と分解能とを減じるものである
が、この裂けた点で上記システムは無駄な容積（過剰容
積）を備えるものであった。
が、この裂けた点で上記システムは無駄な容積（過剰容
積）を備えるものであった。
上記方法はいずれも満足ではないため、上記欠点を緩和
するような電気泳動装置を提供するのが望ましい。
するような電気泳動装置を提供するのが望ましい。
（課題を解決するための手段）
本発明の第１の様相は、軸を取り巻く壁面から成る毛細
管を指向するものである。
管を指向するものである。
壁面は、壁面の内部の第１の空間と、壁面の外側の第２
の空間とを定義するものである。
の空間とを定義するものである。
壁面は、第１の空間内に電解質を貯え、かつ、閉じ込め
るのに適している。さらに、毛細管は第１および第２の
空間の間で延長している壁面内の構造体から成り立つ。
るのに適している。さらに、毛細管は第１および第２の
空間の間で延長している壁面内の構造体から成り立つ。
壁面がその構造上の完全な状態を保持するとともに、構
造的支持体なしに毛細管を電気泳動法に使用するのに適
するように、構造体は完全に軸を取り巻くものではない
。イオン性移動を通して第１および第２の空間の間で電
気的接触を可能ならしめるようにするため、構造体には
イオンを含ませることができるが、事実上、構造体を流
れる電解液の存在を可能ならしめるものではない。
造的支持体なしに毛細管を電気泳動法に使用するのに適
するように、構造体は完全に軸を取り巻くものではない
。イオン性移動を通して第１および第２の空間の間で電
気的接触を可能ならしめるようにするため、構造体には
イオンを含ませることができるが、事実上、構造体を流
れる電解液の存在を可能ならしめるものではない。
１５
一１６−
第１および第２の空間の間で構造体はイオン性移動を可
能ならしめるので、構造体の近傍で第１の空間内の電解
質および試料の一部分を接地するか、あるいは低電圧に
設定することは可能である。
能ならしめるので、構造体の近傍で第１の空間内の電解
質および試料の一部分を接地するか、あるいは低電圧に
設定することは可能である。
したがって、電解質および試料を毛細管の入口端末に導
入し、かつ、毛細管の入口端末における電解質および試
料の間、および構造体の近傍における電解質および試料
の間に電圧が印加されているならば、電解質および試料
は毛細管の入口端末から毛細管の出口端末の方に流れる
。構造体の存在する点，あるいはその近傍での電解質お
よび試料は、接地点，あるいは低電圧に設定されている
ので、構造体から下方に流れる電解質および試料も接地
点，あるいは低電圧点に置かれる接地電位あるいは低電
圧に設定された試料の導電度あるいは電気化学的性質を
検出するため、構造体から下方へ第１の空間内に導電度
検出器，あるいは電気化学的検出器からの電極が置かれ
ている。
入し、かつ、毛細管の入口端末における電解質および試
料の間、および構造体の近傍における電解質および試料
の間に電圧が印加されているならば、電解質および試料
は毛細管の入口端末から毛細管の出口端末の方に流れる
。構造体の存在する点，あるいはその近傍での電解質お
よび試料は、接地点，あるいは低電圧に設定されている
ので、構造体から下方に流れる電解質および試料も接地
点，あるいは低電圧点に置かれる接地電位あるいは低電
圧に設定された試料の導電度あるいは電気化学的性質を
検出するため、構造体から下方へ第１の空間内に導電度
検出器，あるいは電気化学的検出器からの電極が置かれ
ている。
本発明の第２の様相は、上記毛細管を採用した毛細管式
電気泳動装置と、毛細管の入口端末における電解質と試
料との間，ならびに構造体の置かれた点における電解質
と試料との間にそれぞれ電位を印加するための手段とを
指向するものである。
電気泳動装置と、毛細管の入口端末における電解質と試
料との間，ならびに構造体の置かれた点における電解質
と試料との間にそれぞれ電位を印加するための手段とを
指向するものである。
本発明の第３の様相は、電気泳動法に使用するための第
１の構造体を備えた毛細管を作る方法を指向するもので
ある。この方法は毛細管の一方の側に穴を作ることと、
毛細管の内部の位置から穴を塞ぐために毛細管の内側へ
物体を挿入することと、穴の少なくとも一部分にガラス
粉をつめることとから成る。ガラス粉で第１の構造体を
形或するために、穴を取り巻く毛細管の一部分およびガ
ラス粉は、ガラス粉のシンタ温度点、あるいはその近く
の温度にまで加熱される。
１の構造体を備えた毛細管を作る方法を指向するもので
ある。この方法は毛細管の一方の側に穴を作ることと、
毛細管の内部の位置から穴を塞ぐために毛細管の内側へ
物体を挿入することと、穴の少なくとも一部分にガラス
粉をつめることとから成る。ガラス粉で第１の構造体を
形或するために、穴を取り巻く毛細管の一部分およびガ
ラス粉は、ガラス粉のシンタ温度点、あるいはその近く
の温度にまで加熱される。
そこで、物体は毛細管から引き込められる。
本発明の第４の様相は、上記毛細管を採用した電気泳動
法を指向するものである。
法を指向するものである。
電解質および試料は、毛細管に導入される。電解質およ
び試料が入口端末から電解質端末の方へと流れるように
、毛細管の入口端末で試料と電解質との間、および構造
体の置かれた点で試料と電解質との間にそれぞれ電圧が
印加されている。
び試料が入口端末から電解質端末の方へと流れるように
、毛細管の入口端末で試料と電解質との間、および構造
体の置かれた点で試料と電解質との間にそれぞれ電圧が
印加されている。
次に、電気泳動過程において分離された試料成分が隔離
できるか、あるいは収集できるように、流出物は出口端
末から収集される。
できるか、あるいは収集できるように、流出物は出口端
末から収集される。
（実施例）
第１図は、本発明を説明するための電気泳動システムを
示す系統図である。システム１０には２つの端末１２ａ
，１２ｂを有する毛細管１２を備えている。
示す系統図である。システム１０には２つの端末１２ａ
，１２ｂを有する毛細管１２を備えている。
毛細管１２は，毛細管によって外部環境から分離された
管の内側に空間１２ｃを定義するものである。毛細管は
内部に構造体１４を備え、構造体１４は空間１２ｃと外
側環境との間でこれを通過するイオン移動を可能とする
が、事実上、電解質あるいは試料の流れを可能としない
。端末１２ａは貯蔵槽１６内に浸せきされている空間１
２ｃ内に導入された電解質および試料に対して、電源２
０電極２２．２４ならびに電線２６．２８により高電圧
が印加されている。
管の内側に空間１２ｃを定義するものである。毛細管は
内部に構造体１４を備え、構造体１４は空間１２ｃと外
側環境との間でこれを通過するイオン移動を可能とする
が、事実上、電解質あるいは試料の流れを可能としない
。端末１２ａは貯蔵槽１６内に浸せきされている空間１
２ｃ内に導入された電解質および試料に対して、電源２
０電極２２．２４ならびに電線２６．２８により高電圧
が印加されている。
これによって、端末１２ａに導入された電解質および試
料が、構造体１４および端末１２ｂの存在する出口の方
向に流れる。構造体ｌ４は、これを通してイオンを移動
させることができるので、構造体１４の近傍で空間１２
ｃ内の電解質および試料は事実上、貯蔵槽１８の電位に
等しい電位に保たれている。
料が、構造体１４および端末１２ｂの存在する出口の方
向に流れる。構造体ｌ４は、これを通してイオンを移動
させることができるので、構造体１４の近傍で空間１２
ｃ内の電解質および試料は事実上、貯蔵槽１８の電位に
等しい電位に保たれている。
本実施例においては、構造体１４の近傍で空間１２ｃ内
の電解質および試料も事実上、同様に接地されるように
、電線２８および電極２４が接地されている。電線２６
および電極２２を通して、電源２０から貯蔵槽１６へ高
電圧が印加されている。それゆえ、端末１２ａの存在す
る点での電解質と試料との間、ならびに構造体１４の近
傍で空間１２ｃ内での電解質と試料との間には高い電位
差が存在する。かかる電位差により、端末１２ａに導入
された電解質および試料が、構造体１４および端末１２
ｂの存在する出口の方向に流れる。
の電解質および試料も事実上、同様に接地されるように
、電線２８および電極２４が接地されている。電線２６
および電極２２を通して、電源２０から貯蔵槽１６へ高
電圧が印加されている。それゆえ、端末１２ａの存在す
る点での電解質と試料との間、ならびに構造体１４の近
傍で空間１２ｃ内での電解質と試料との間には高い電位
差が存在する。かかる電位差により、端末１２ａに導入
された電解質および試料が、構造体１４および端末１２
ｂの存在する出口の方向に流れる。
貯蔵槽１８および構造体１４を接地する代わりに、電源
２０は低電圧を貯蔵槽１８に印加することもできる。か
かる代替え構成は、本発明の範喝に属１９ ２０ するものである。
２０は低電圧を貯蔵槽１８に印加することもできる。か
かる代替え構成は、本発明の範喝に属１９ ２０ するものである。
電解質および試料成分が構造体１４を通過し、端末１２
ｂの方向へ移動した後、電解質および試料成分は、これ
らが端末１２ｂに出るまで、接地電位点、あるいは電極
２４を通して印加された他の低電圧点に保持される。か
くして、検出器４０は接地電位点，あるいは低電圧電位
点に保持された試料を検出するために使用できる。それ
ゆえ、導電度検出および電気化学的検出が検出器４０に
よって正確に行なわれるように、システムｌＯでは検出
器４０に対して低電圧に設定されているか、あるいは接
地電位に設定されている試料の検出を可能ならしめてい
る。上記他の現存しているシステムの欠点は、これによ
って避けられる。
ｂの方向へ移動した後、電解質および試料成分は、これ
らが端末１２ｂに出るまで、接地電位点、あるいは電極
２４を通して印加された他の低電圧点に保持される。か
くして、検出器４０は接地電位点，あるいは低電圧電位
点に保持された試料を検出するために使用できる。それ
ゆえ、導電度検出および電気化学的検出が検出器４０に
よって正確に行なわれるように、システムｌＯでは検出
器４０に対して低電圧に設定されているか、あるいは接
地電位に設定されている試料の検出を可能ならしめてい
る。上記他の現存しているシステムの欠点は、これによ
って避けられる。
接地されている電極点での電気化学反応ならびに気体泡
沫の発生に起因する有害な効果は、システム１０によっ
て避けられる。構造体１４はイオン性移動を可能とする
が、事実上、構造体■４を通して試料あるいは電解質の
流れを可能とするものではないので、端末１２ｂに出て
くる電解質や試料は他の現存するシステムにおいて使用
されている緩衝電解質あるいは鞘溶液によって希薄され
ることはない。電気泳動過程によって分離された試料成
分が分離されたままであって、個々に分離された成分と
して収集できるように、システム１０でも試料を連続し
て収集することができる。
沫の発生に起因する有害な効果は、システム１０によっ
て避けられる。構造体１４はイオン性移動を可能とする
が、事実上、構造体■４を通して試料あるいは電解質の
流れを可能とするものではないので、端末１２ｂに出て
くる電解質や試料は他の現存するシステムにおいて使用
されている緩衝電解質あるいは鞘溶液によって希薄され
ることはない。電気泳動過程によって分離された試料成
分が分離されたままであって、個々に分離された成分と
して収集できるように、システム１０でも試料を連続し
て収集することができる。
第２図は本発明の第２の様相を説明するため、電気泳動
システム５０の一部分を示す系統図である。システム５
０は第■図のシステム１０と同様であるが、さらに端末
１２ｂに関連して動く表面６０を備えた点が異なってい
る。第２図において、表面６０は方向６２の方向に移動
し、端末１２ｂは固定されている。代わりに、端末１２
ｂを方向６２とは逆方向に動かし、表面６０を固定して
おくか、あるいは表面６０と端末１２ｂとの両方を両者
間で相対移動させるように動かすことは可能である。こ
れらの異なった装着方式は、本発明の範鴫に属するもの
である。この応用の図面の同一要素には、説明を簡単に
するため同一の番号が付してある。
システム５０の一部分を示す系統図である。システム５
０は第■図のシステム１０と同様であるが、さらに端末
１２ｂに関連して動く表面６０を備えた点が異なってい
る。第２図において、表面６０は方向６２の方向に移動
し、端末１２ｂは固定されている。代わりに、端末１２
ｂを方向６２とは逆方向に動かし、表面６０を固定して
おくか、あるいは表面６０と端末１２ｂとの両方を両者
間で相対移動させるように動かすことは可能である。こ
れらの異なった装着方式は、本発明の範鴫に属するもの
である。この応用の図面の同一要素には、説明を簡単に
するため同一の番号が付してある。
システム１０におけるように、端末１２ａ（第２図には
図示してない。）と構造体１４との問いは高電圧が印加
されている。これによって、端末１２ａに導入された電
解質および試料は、構造体１４および端末１２ｂの方向
に流れる。
図示してない。）と構造体１４との問いは高電圧が印加
されている。これによって、端末１２ａに導入された電
解質および試料は、構造体１４および端末１２ｂの方向
に流れる。
電解質や試料成分が端末１２ｂから出てくるのに伴って
、方向６２へ移動する表面６０上にこれらの電解質や試
料成分がデポジットされる。
、方向６２へ移動する表面６０上にこれらの電解質や試
料成分がデポジットされる。
したがって、時間的なシーケンスで端末１２ｂに出てく
る試料成分は、空間的なシーケンスで同様な順番で表面
６０上にデポジットされた個々の分離成分として保持さ
れる。分離された試料成分のかかる空間的シーケンス化
により、試料の分離においては容易に分析と検出とを行
なうことができる。分離および検出の確度を向上させる
ため、表面６０は定速度、あるいは調整可能な速度で移
動させることができる。空間的シーケンス化および成分
の分離は、端末１２ｂが表面６０の代わりに移動したと
き、あるいは端末１２ｂと表面６０との間で相対運動を
するように両者を移動させたときに達或される。
る試料成分は、空間的なシーケンスで同様な順番で表面
６０上にデポジットされた個々の分離成分として保持さ
れる。分離された試料成分のかかる空間的シーケンス化
により、試料の分離においては容易に分析と検出とを行
なうことができる。分離および検出の確度を向上させる
ため、表面６０は定速度、あるいは調整可能な速度で移
動させることができる。空間的シーケンス化および成分
の分離は、端末１２ｂが表面６０の代わりに移動したと
き、あるいは端末１２ｂと表面６０との間で相対運動を
するように両者を移動させたときに達或される。
第１図および第２図の構造体１４は、種々の材料で作る
ことができる。溶融シリカとガラス粉との混合物から作
られたフリット構造体は満足できるものであることがわ
かっている。満足できるものであることがわかっている
ガラス粉の１つの形式には、コーニング社の７７２３形
がある。
ことができる。溶融シリカとガラス粉との混合物から作
られたフリット構造体は満足できるものであることがわ
かっている。満足できるものであることがわかっている
ガラス粉の１つの形式には、コーニング社の７７２３形
がある。
フリット構造体のような構造体１４を作る方法は、第３
Ａ図，第３Ｂ図，第４−６図，第７Ａ図．および第７Ｂ
図を参照して説明されている。これらの図面のそれぞれ
において、構造体を備えた毛細管１２の一部分のみが示
されている。第３Ａ図に示すように、穴１０２は毛細管
１２の一方の側に作られる。穴は、種々の方法で作るこ
とができる。毛細管の側面に穴を作る方法は、１９８８
年８月２４日に出願された米国特許出願，第２３５．９
５３号に記載の“毛細管装置”，ならびに１９８７年６
月１７日に出願された米国特許出願，第６３．５４７号
に記載の“微小力ラムの界面動電分離用のカラム上装着
形導電度検出器”の２つに一２３一 ２４一 おいて論じられている。後者の出願に開示されているよ
うに、アクセス用穴はレーザドリル，イオンビームドリ
ル，電気的浸食，化学的エッチング（例えば，ガラスあ
るいは他の無機シリカ性力ラムのＨＦエッチング，ある
いは有機物力ラムの化学的エッチング）によって毛細管
の側面に作ることができる。ここで、穴の大きさは電極
を受け入れるのに適し、接着剤／封止剤の量は最低であ
って、適当なものであるようなものである。上記２つの
参照とされた特許出願の明細書には、毛細管に穴を作り
、さらに“カラム上”電極を挿入するとともに、これを
封止するための種々の方法が参照として示してある。
Ａ図，第３Ｂ図，第４−６図，第７Ａ図．および第７Ｂ
図を参照して説明されている。これらの図面のそれぞれ
において、構造体を備えた毛細管１２の一部分のみが示
されている。第３Ａ図に示すように、穴１０２は毛細管
１２の一方の側に作られる。穴は、種々の方法で作るこ
とができる。毛細管の側面に穴を作る方法は、１９８８
年８月２４日に出願された米国特許出願，第２３５．９
５３号に記載の“毛細管装置”，ならびに１９８７年６
月１７日に出願された米国特許出願，第６３．５４７号
に記載の“微小力ラムの界面動電分離用のカラム上装着
形導電度検出器”の２つに一２３一 ２４一 おいて論じられている。後者の出願に開示されているよ
うに、アクセス用穴はレーザドリル，イオンビームドリ
ル，電気的浸食，化学的エッチング（例えば，ガラスあ
るいは他の無機シリカ性力ラムのＨＦエッチング，ある
いは有機物力ラムの化学的エッチング）によって毛細管
の側面に作ることができる。ここで、穴の大きさは電極
を受け入れるのに適し、接着剤／封止剤の量は最低であ
って、適当なものであるようなものである。上記２つの
参照とされた特許出願の明細書には、毛細管に穴を作り
、さらに“カラム上”電極を挿入するとともに、これを
封止するための種々の方法が参照として示してある。
本実施例においては、レーザビームを毛細管１２の一側
面へ向けることにより穴が作られている。
面へ向けることにより穴が作られている。
ほぼ２０フットにおいて動作しているＣＯ２レーザは、
満足できる結果をもたらすことがわかった。
満足できる結果をもたらすことがわかった。
ほぼ５００マイクロ秒のレーザパルスを毛細管１２の一
側面に向け、ほぼ２０〜４０ミクロンの直径を有する寸
法の穴１０２を、直径がほぼ７５ミクロンの毛細管の側
面に作った。明らかに、他のパワーレベルで動作してい
る他の形或のレーザにより同様の目的を実現するため、
異なった形式のパルスを使うこともできる。すべてのか
かる変形は、本発明の範鴫に属するものである。第３Ｂ
図は穴１０２を説、明するため、第３Ａ図の線分３Ｂ−
３Ｂに沿って展開された断面を示す図面である。
側面に向け、ほぼ２０〜４０ミクロンの直径を有する寸
法の穴１０２を、直径がほぼ７５ミクロンの毛細管の側
面に作った。明らかに、他のパワーレベルで動作してい
る他の形或のレーザにより同様の目的を実現するため、
異なった形式のパルスを使うこともできる。すべてのか
かる変形は、本発明の範鴫に属するものである。第３Ｂ
図は穴１０２を説、明するため、第３Ａ図の線分３Ｂ−
３Ｂに沿って展開された断面を示す図面である。
穴１０２を作った後、金属電線を空間１２ｃの内部に挿
入する。これは、第４図に図示されている。電線１０４
は穴の端１０２ａを塞いでいる。
入する。これは、第４図に図示されている。電線１０４
は穴の端１０２ａを塞いでいる。
第５図は、第４図の毛細管の一部分、および電線を示す
断面図である。ここで、穴１０２は溶融シリカおよびガ
ラス粉の混合物１０６により満たされている。穴１０２
の端１０２ａは電線１０４によって塞がれているので、
これは溶融シリカとガラス粉との混合物が空間１２ｃに
入れることができれば、混合物によって空間１２ｃを塞
ぐことができるか、あるいは空間１２Ｃを通しての流体
の流れを全体的に止めることができる。
断面図である。ここで、穴１０２は溶融シリカおよびガ
ラス粉の混合物１０６により満たされている。穴１０２
の端１０２ａは電線１０４によって塞がれているので、
これは溶融シリカとガラス粉との混合物が空間１２ｃに
入れることができれば、混合物によって空間１２ｃを塞
ぐことができるか、あるいは空間１２Ｃを通しての流体
の流れを全体的に止めることができる。
第６図は、第５図において電線１０４が除去された後の
毛細管を示す断面図である。混合物ｌ０６を含有する毛
細管の一部分は、次に、シンタ温度よりもわずかに低い
温度にまで、従来の方法（恒温槽のようなもの）によっ
て加熱される。これによって、溶融シリカおよびガラス
粉が溶融する。
毛細管を示す断面図である。混合物ｌ０６を含有する毛
細管の一部分は、次に、シンタ温度よりもわずかに低い
温度にまで、従来の方法（恒温槽のようなもの）によっ
て加熱される。これによって、溶融シリカおよびガラス
粉が溶融する。
混合物１０６が冷却されると、フリット構造体１０６′
は第９Ａ図のに示すように形或される。ここで、フリッ
ト構造体はイオン性移動を可能とするものではあるが、
事実上、空間１２ｃと外部環境との間で電解質，あるい
は試料の流れを可能とするものではない。それゆえ、フ
リット構造体１０６′によってイオン性移動を通しての
電気的接触が可能ではあるが、希薄化することなく空間
１２ｃ内に電解質および試料が閉じ込められている。
は第９Ａ図のに示すように形或される。ここで、フリッ
ト構造体はイオン性移動を可能とするものではあるが、
事実上、空間１２ｃと外部環境との間で電解質，あるい
は試料の流れを可能とするものではない。それゆえ、フ
リット構造体１０６′によってイオン性移動を通しての
電気的接触が可能ではあるが、希薄化することなく空間
１２ｃ内に電解質および試料が閉じ込められている。
フリット混合物の組或は可なり変えることができるが、
それでも希望する結果は得られる。かくしてコーニング
社の封止用ガラス７７２３の割合は、容積率で５０％〜
９０％の間であり、溶融シリカの割合は容積率で５０％
〜１０％の間であって、いずれも可変である。溶融シリ
カの大きさは、１〜１０ミクロンの直径の間で可変であ
る。
それでも希望する結果は得られる。かくしてコーニング
社の封止用ガラス７７２３の割合は、容積率で５０％〜
９０％の間であり、溶融シリカの割合は容積率で５０％
〜１０％の間であって、いずれも可変である。溶融シリ
カの大きさは、１〜１０ミクロンの直径の間で可変であ
る。
封止用ガラスのシンタ温度はほぼ７７０℃であり、溶融
シリカのシンタ温度はほぼ２０００℃である。
シリカのシンタ温度はほぼ２０００℃である。
ほぼ１０００℃において約３０秒にわたり混合物を加熱
することにより、満足にフリット構造体を作成できるこ
とがわかっている。上に指摘したように、構造体ｌ４は
上記フリット構造体１０６′とは異なった方法で構成で
き、さらにアスベスト，セラミック，あるいは金属酸化
物の粉末のような異なった材料を使用して作成すること
もできる。
することにより、満足にフリット構造体を作成できるこ
とがわかっている。上に指摘したように、構造体ｌ４は
上記フリット構造体１０６′とは異なった方法で構成で
き、さらにアスベスト，セラミック，あるいは金属酸化
物の粉末のような異なった材料を使用して作成すること
もできる。
構造体１４のかかる代替えの構戊は、本発明の範鴫に属
するものである。
するものである。
上記から、穴１０２の内の構造体１４あるいは１０６′
は、毛細管の一側面の小部分のみを形或するためにのみ
作られることが知られる。構造体は毛細管，あるいは空
間１２ｃの軸を取り巻くものではない。構造体の組み込
みは毛細管の構造的完全性に重大な影響を与えるもので
はないので、構造的支持体の備えられていない電気泳動
過程においても毛細管が使用できる。
は、毛細管の一側面の小部分のみを形或するためにのみ
作られることが知られる。構造体は毛細管，あるいは空
間１２ｃの軸を取り巻くものではない。構造体の組み込
みは毛細管の構造的完全性に重大な影響を与えるもので
はないので、構造的支持体の備えられていない電気泳動
過程においても毛細管が使用できる。
２７
ー２８
さらに、穴１０２を完全に満たすことができるので、こ
れによって事実上、活用されない容積が存在しないよう
に上記構造体を作ることができる。
れによって事実上、活用されない容積が存在しないよう
に上記構造体を作ることができる。
これは、破断点で可なりの活用されない容積が生ずるワ
リングフォードおよび工ヴイングの上記導電性接続装置
とは対比的である。本発明のこの特徴は、電気泳動式検
出および分離の感度と解像度とを増加させるものである
。
リングフォードおよび工ヴイングの上記導電性接続装置
とは対比的である。本発明のこの特徴は、電気泳動式検
出および分離の感度と解像度とを増加させるものである
。
構造体１０６′を作る上記方法は簡単であって、再生産
性に優れている。上記のような構造体を備えた毛細管を
採用した電気泳動装置は、再生産性に優れた方法で、電
気泳動方式検出および分離を実施するために使用できる
ものである試料成分は希薄化されず、システムは試料成
分を連続して収集できるので、分離された成分は分離さ
れたままである。
性に優れている。上記のような構造体を備えた毛細管を
採用した電気泳動装置は、再生産性に優れた方法で、電
気泳動方式検出および分離を実施するために使用できる
ものである試料成分は希薄化されず、システムは試料成
分を連続して収集できるので、分離された成分は分離さ
れたままである。
特定要素，特定方法，ならびに特定構造を参照して本発
明は記載されているとは云え、特許請求の範囲により定
義された発明の範鴫から外れることなく変形がなされる
ものであると理解される。
明は記載されているとは云え、特許請求の範囲により定
義された発明の範鴫から外れることなく変形がなされる
ものであると理解される。
第１図は、本発明を説明するための電気泳動方式の系統
図である。 第２図は、本発明の他の様相を説明するため、電気泳動
方式の一部分を示す系統図である。 第３Ａ図は、本発明を説明するため、壁面の一方の側に
穴を備えた毛細管の一部分を示す断面図である。 第３Ｂ図は、第３Ａ図の線分３Ｂ−３Ｂに沿って展開し
た第３Ａ図の一部分を示す断面図である。 第４図は、本発明を説明するため、内部に金属電線を備
えた第２図の一部分を示す断面図である。 第５図は、本発明を説明するため、穴にガラス粉を満た
した第３図の毛細管の一部分と電線とを示す断面図であ
る。 第６図は、穴にガラス粉を満たしてあるが、ガラス粉を
シンタさせるために、毛細管を加熱する前の状態の第５
図の毛細管の一部分を示す断面図である。 第７Ａ図は、穴にフリット構造体を形或するための温度
にまで毛細管を加熱した後の第６図の毛細管の一部分を
示す断面図である。 第７Ｂ図は、第７Ａ図の線分７Ｂ−７Ｂに沿って展開し
た第７Ａ図を示す断面図である。 １０．５０・・・電気泳動システム １２・・・毛細管 １２ａ，１２ｂ・・・端末 １２Ｃ・・・空間 １４，１０６’・・・構造体 １６．１８・・・貯蔵槽 ２０・・・電源 ２２．２４・・・電極 ２６，２８．１０４・・・電線 ４０・・・検出器 ６０・・・表面 ６２・・・方向 １０２・・・穴 １０６・・・混合物 一３ １一
図である。 第２図は、本発明の他の様相を説明するため、電気泳動
方式の一部分を示す系統図である。 第３Ａ図は、本発明を説明するため、壁面の一方の側に
穴を備えた毛細管の一部分を示す断面図である。 第３Ｂ図は、第３Ａ図の線分３Ｂ−３Ｂに沿って展開し
た第３Ａ図の一部分を示す断面図である。 第４図は、本発明を説明するため、内部に金属電線を備
えた第２図の一部分を示す断面図である。 第５図は、本発明を説明するため、穴にガラス粉を満た
した第３図の毛細管の一部分と電線とを示す断面図であ
る。 第６図は、穴にガラス粉を満たしてあるが、ガラス粉を
シンタさせるために、毛細管を加熱する前の状態の第５
図の毛細管の一部分を示す断面図である。 第７Ａ図は、穴にフリット構造体を形或するための温度
にまで毛細管を加熱した後の第６図の毛細管の一部分を
示す断面図である。 第７Ｂ図は、第７Ａ図の線分７Ｂ−７Ｂに沿って展開し
た第７Ａ図を示す断面図である。 １０．５０・・・電気泳動システム １２・・・毛細管 １２ａ，１２ｂ・・・端末 １２Ｃ・・・空間 １４，１０６’・・・構造体 １６．１８・・・貯蔵槽 ２０・・・電源 ２２．２４・・・電極 ２６，２８．１０４・・・電線 ４０・・・検出器 ６０・・・表面 ６２・・・方向 １０２・・・穴 １０６・・・混合物 一３ １一
Claims (29)
- （１）軸を取り巻き、かつ、内部に第１の空間を定義す
るとともに外部に第２の空間を定義し、かつ前記第１の
空間内に電解液を有するとともに前記第１の空間内に電
解液を閉じ込めるのに適した壁面と、 前記第１および第２の空間の間で延長する壁面の内部に
あって、かつ、前記壁面で構造上の完全性を保持すると
ともに、構造的支持体を要することなく電気泳動方式に
おいて使用するのに適したものであるようにするため、
完全には軸を取り巻くことなく、かつ、イオン性移動を
可能とはするが電解液の通過して流れるのを不可能とし
て、前記イオン性移動を通して前記第１および第２の空
間の間での電気的接触を可能とせしめる構造体とを具備
して構成した毛細管。 - （２）前記構造体はフリット構造体である特許請求の範
囲第１項記載の毛細管。 - （３）前記フリット構造体は管の一側面に穴を作り、穴
の一端末を塞ぐため物体を前記第１の空間に挿入し、穴
の少なくとも一部分をガラス粉で満たし、さらにガラス
粉のシンタ温度に近い温度の点でガラス粉を加熱するこ
とによって作成されたものである特許請求の範囲第２項
記載の毛細管。 - （４）前記フリット構造体は溶融シリカと封止用ガラス
とから成る特許請求の範囲第２項記載の毛細管。 - （５）入口端末および出口端末を有する毛細管から成り
立ち、かつ、 軸を取り巻き、かつ、内部に第１の空間を定義するとと
もに外部に第２の空間を定義し、かつ、前記第１の空間
内に電解液を有するとともに前記第１の空間内に電解液
を閉じ込めるのに適した壁面と、 前記第１および第２の空間の間で延長する壁面の内部に
あって、かつ、前記壁面で構造的支持体を保持するため
、完全には軸を取り巻くことなく、かつ、イオン性移動
を可能とはするが電解液の通過して流れるのを不可能と
して、前記イオン性移動を通して前記第１および第２の
空間の間での電気的接触を可能とせしめる構造体と、 毛細管内の一点における電解液と試料との間、ならびに
前記構造体の置かれた点における電解液と試料との間に
それぞれ電位を印加するための電位印加手段と を具備した毛細管式電気泳動装置。 - （６）前記電位印加手段は、前記毛細管の入口端末と接
触している第１の貯蔵槽と、前記第１の電位とは異なっ
た電位に保たれていて前記構造体と接触している第２の
貯蔵槽とから成り立つ特許請求の範囲第５項記載の装置
。 - （７）前記電位印加手段により印加された電位は入口端
末から出口端末の方向へ前記第１の空間内で電解質を流
れさせるものであり、かつ、前記構造体の電位を検出す
るため前記構造体と前記出口端末との間の一点において
毛細管に近接するか、あるいは毛細管の内部に置かれた
検出器から成る特許請求の範囲第５項記載の装置。 - （８）前記電位印加手段により印加された電位は入口端
末から出口端末の方向へ前記第１の空間内で電解質を流
れさせるものであり、かつ、前記出力端末で毛細管から
流れ出る電解質の試料を収集するための手段から成る特
許請求の範囲第５項記載の装置。 - （９）前記構造体は第１の構造体である特許請求の範囲
第５項記載の装置。 - （１０）前記第１の構造体は溶融シリカと封止ガラスと
から成る特許請求の範囲第９項記載の毛細管。 - （１１）電気泳動法において使用するためのフリット構
造体を備えた毛細管を作成するためのものであって、か
つ、 毛細管の一側面に穴を作ることと、 毛細管の内側の位置から穴を塞ぐために毛細管の内側に
物体を挿入することと、 少なくとも穴の一部分にガラス粉を満たすことと、ガラ
ス粉がフリット構造体を構成するように、穴とガラス粉
とを取り巻いている毛細管の一部分をガラス粉のシンタ
温度の点、あるいはその近傍の温度にまで加熱すること
と、 物体を毛細管から引き込めることとから成り立つ毛細管
作成方法。 - （１２）上記毛細管作成ステップはレーザビームを毛細
管の一側面の方向に向けることから成り立つ特許請求の
範囲第１１項記載の方法。 - （１３）入口端末および出口端末を有するとともに試料
および電解質を含む毛細管と、 電気泳動法で試料をその複数成分に分離せしめるため出
口端末を含まない毛細管の一断面内で電解質を横切って
電界を印加する電界印加ステップと、前記分離された成
分を毛細管の出口端末に流出せしめるステップと、 前記分離された成分を分離された状態に収集して保持し
ておくステップと から成る電気泳動式分離方法。 - （１４）前記収集して保持しておくステップは毛細管の
出口端末と流れで通じた収集手段を位置させるステップ
と、 前記分離された成分を空間的に前記収集手段上に分布さ
せる分布ステップと から成る特許請求の範囲第１３項記載の方法。 - （１５）前記分布ステップは前記分離された成分が空間
的に分布され、かつ、分離された状態を保っているよう
に、前記収集手段と毛細管の出口端末との間で相対運動
をせしめるステップである特許請求の範囲第１４項記載
の方法。 - （１６）前記収集手段は連続した表面である特許請求の
範囲第１５項記載の方法。 - （１７）前記電界印加ステップは毛細管の外側から電解
質とイオン性接触をさせることができる出口端末の近傍
で毛細管に沿って少なくともひとつの構造体を備えるス
テップから成る特許請求の範囲第１６項記載の方法。 - （１８）電界を毛細管の断面に印加することにより毛細
管の出口端末から前記分離された成分を流出せしめる特
許請求の範囲第１７項記載の方法。 - （１９）毛細管を流れる前記分離された成分の存在を検
出するための検出器を備えるステップから成る特許請求
の範囲第１８項記載の方法。 - （２０）構造体と毛細管の出口端末との間の位置に前記
検出器を置いた特許請求の範囲第１９項記載の方法。 - （２１）入口端末および出口端末を有するとともに試料
および電解質を含む毛細管と、 電気泳動法で試料をその複数成分に分離せしめるため出
口端末を含まない毛細管の一断面内で電解質を横切って
電界を加える電界印加手段と、前記分離された成分を毛
細管の出口端末に流出せしめる手段と、 前記分離された成分を分離された状態に収集して保持し
ておく収集・保持手段と から成る電気泳動法による分離システム。 - （２２）前記収集・保持手段は毛細管の出口端末と流れ
で通じて置かれた収集手段と、 前記分離された成分を空間的に前記収集手段上に分布さ
せる分布手段と から成る特許請求の範囲第２１項記載のシステム。 - （２３）前記分布手段は、分離された成分が空間的に分
布され、かつ、分離された状態を保っているように、前
記収集手段と毛細管の出口端末との間で相対運動をせし
める手段である特許請求の範囲第２２項記載のシステム
。 - （２４）前記収集手段は連続した表面である特許請求の
範囲第２３項記載のシステム。 - （２５）前記電界印加手段は毛細管の外側から電解質と
イオン性接触をさせることができる出口端末の近傍で毛
細管に沿って備えられた少なくとも一つの構造体から成
る特許請求の範囲第２４項記載のシステム。 - （２６）前記分離された成分を毛細管の出口端末から流
出せしめる手段は電界を毛細管の断面に印加する手段か
ら成る特許請求の範囲第２５項記載のシステム。 - （２７）毛細管を流れる前記分離された成分の存在を検
出するための検出器を備える手段から成る特許請求の範
囲第２６項記載のシステム。 - （２８）構造体と毛細管の出口端末との間の位置に前記
検出器を置いた特許請求の範囲第２７項記載のシステム
。 - （２９）前記表面は平面状である特許請求の範囲第１６
項、あるいは第２４項記載のシステム。
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